Processo Corrosivo em Superfcie Revestida com Cromo Duro Exposta

em Atmosfera Marinha

I. N. S. Montenegro1, J. S. Rodrigues1, F. B. Romero2, 1 Fundao Ncleo de Tecnologia Industrial do Cear NUTEC, 2 Universidade Federal do Cear - UFC. Resumo: Este trabalho trata da avaliao do processo de corroso que se apresentou nas superfcies revestidas de cromo duro do cilindro da lana de guindaste que se encontra em funcionamento no Porto do Mucuripe, na cidade de Fortaleza CE, durante, aproximadamente, trs (03) anos contados a partir de dezembro de 2008. E aps um (01) ano da sua instalao, j foi observado o inicio do desenvolvimento do processo de corroso. O processo corrosivo foi registrado por meio da fotodocumentao e seu estudo teve como fundamentos principais, o comportamento quanto resistncia a corrosividade atmosfrica das superfcies constitudas ou revestidas com materiais passivveis, avaliaes das medidas de espessura do revestimento de cromo duro e do mapeamento dos pites distribudos em toda rea do cilindro cromado e as consideraes dos resultados das medies, segundo a norma da Associao Brasileira de Normas Tcnicas ABNT - NBR 14643 - Corroso atmosfrica Classificao da corrosividade de atmosferas - Jan. 2001, referentes ao grau da corrosividade atmosfrica da regio do Porto do Mucuripe, a qual caracterizada como marinha de muito elevada salinidade, clima tropical mido e est situada nas proximidades da linha do equador. Palavras-chave: Processo de corroso, atmosfera marinha, corrosividade atmosfrica, revestimentos com materiais passivveis, cromo duro. 1. INTRODUO Este trabalho trata da avaliao de um processo de corroso que foi apresentado no revestimento de cromo duro depositado no cilindro da lana de um guindaste que se encontrava instalado no Porto do Mucuripe - cidade de Fortaleza CE desde 10 de dezembro de 2008. Sendo que o inicio do desenvolvimento do processo de corroso foi registrado pelos tcnicos da empresa fabricante do guindaste em 01 de novembro de 2009. O processo corrosivo foi registrado por meio de fotodocumentao e a avaliao teve como fundamentos principais os seguintes ensaios: Medidas de espessura do revestimento de cromo duro, o qual tem o cilindro de ao como substrato, realizada pelo mtodo de induo eletromagntico; O mapeamento dos pites distribudos em toda rea do cilindro cromado foi realizado durante a avaliao visual para concluir-se quanto ao desenvolvimento e a tendncia do crescimento do processo corrosivo, em funo da espessura da camada de revestimento (cromo duro), da concentrao dos pites e das suas profundidades; Os resultados da pesquisa do Projeto de Corroso deram origem ao Mapeamento da Corrosividade Atmosfrica do Estado do Cear [1], o qual foi fundamentado na norma NBR 14643:2001 Corroso atmosfrica Classificao da corrosividade de atmosferas. Portanto, a classificao da agressividade atmosfrica e as consideraes do grau da corrosividade atmosfrica da regio do Porto do Mucuripe foram feitas por meio de estudos estatsticos do somatrio dos resultados obtidos dos ensaios das amostras coletadas durante as monitoraes mensais das estaes de estudo, por alguns anos subseqentes, no perodo de 2002 a 2008. A atmosfera da regio do Porto do Mucuripe caracterizada como marinha de muito elevada salinidade, clima tropical mido e est situada nas proximidades da linha do equador.

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A agressividade atmosfrica no Cear, principalmente em reas litorneas, sem dvida, uma das maiores do mundo. Os seus efeitos, traduzidos principalmente pela corroso e a degradao dos materiais, so sentidos por todos os segmentos da sociedade que paga entre outros, um custo elevado em seu combate. 2. OBJETIVO Avaliar o comportamento quanto resistncia a corroso atmosfrica do revestimento de cromo duro usado sob as condies de agressividade do ambiente marinho em Fortaleza Cear. 3. METODOLOGIA

3.1. Corrosividade Atmosfrica no Estado do Cear [1]

De acordo com a norma NBR 14643:2001 Corroso atmosfrica Classificao da corrosividade de atmosferas seguiu-se a metodologia para a classificao da agressividade atmosfrica e por meio de estudos estatsticos do somatrio dos resultados obtidos dos ensaios das amostras coletadas durante as monitoraes mensais nas dezenove estaes de estudo de corroso atmosfrica instaladas no Cear, por alguns anos subseqentes, no perodo de 2002 a 2008 formou-se o banco de dados que deram origem ao Mapeamento da Corrosividade Atmosfrica do Estado do Cear [1] . Os dados resultantes da classificao da corrosividade atmosfrica em funo de vrias variveis, tais como: concentraes dos poluentes atmosfricos (cloretos e sulfatos); taxa de corroso de materiais padres, como o ao carbono, cobre eletroltico, bronze ( 80% de Cu), ao galvanizado, liga de alumnio 6063, liga de alumnio 1100 e estanho metlico; tempo de umectao (T>0C e umidade relativa do ar > 80%) e dados meteorolgicos destas micro-regies encontram-se destacados dentro das caixas apresentadas no Mapa da Corrosividade Atmosfrica do Estado do Cear (1). A caixa dos dados representada no mapa [1] por linhas de cor verde escura corresponde aos resultados obtidos da estao de estudo de corroso atmosfrica COFECO [1]. A corrosividade atmosfrica desta estao, a qual se encontra localizada em frente ao mar, com as seguintes medidas de coordenadas geogrficas: Latitude (S) = 03482,7 e Longitude (W) = 382440,0, comparada aos demais dados de corrosividade que foram coletados de outras estaes [1,2] localizadas nas vizinhanas do Porto do Mucuripe, na cidade de Fortaleza-CE, tiveram seus resultados aproximados, os quais foram extrapolados para serem representativos de toda esta regio litornea do Porto do Mucuripe.

3.2. Visitas Tcnicas no Porto do Mucuripe

3.2.1. Finalidade da Visita 1

Conhecer os problemas do processo de corroso apresentado na superfcie revestida de cromo duro do cilindro da lana do guindaste, coletar informaes e registros/documentos apresentados pelos responsveis pelo equipamento, durante funcionamento e durante as decises administrativas; Observar e avaliar as condies gerais in loco que venham a contribuir de alguma forma para o desenvolvimento do processo corrosivo, tais como: condies ambientais, local de instalao do guindaste e metodologia da operacionalizao deste guindaste; Fazer o registro por fotodocumentao.

3.2.2. Finalidade da Visita 2

Identificar e avaliar o tipo de corroso presente e a localizao preferenciada onde se encontra desenvolvido o processo corrosivo, contando-se com o apoio de um segundo guindaste, a fim de tornar possvel chegar bem perto do cilindro; Elaborar plano para a realizao in loco dos ensaios possveis, durante uma terceira visita, a qual dever continuar com as mesmas condies oferecidas pelo guindaste de apoio; Fazer o registro por fotodocumentao.

3.2.3. Finalidade da Visita 3

Inicialmente, foi elaborado um programa para a realizao das atividades a serem executadas durante esta visita: Limpeza da superfcie corroda - Utilizando-se sabo neutro e gua, destilada e deionizada, para a lavagem da rea corroda do cilindro e pano limpo e macio para a secagem do mesmo; Elaborao do mapeamento de toda rea do cilindro onde se observou presena de corroso por pites - Realizada logo aps a limpeza, com auxlio de uma trena, mapeando-se uma rea com comprimento (l) de

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trinta centmetros (30 cm) para ser dividida em trs seces iguais, cada rea tendo o comprimento de dez centmetros (10 cm), as quais foram nomeadas como lA ; lB; e lC. Nestas reas foram feitas as avaliaes para fins de concluir-se quanto ao desenvolvimento e tendncia do crescimento do processo corrosivo, em funo da espessura da camada de revestimento de cromo duro e da concentrao dos pites; Medida de espessura do revestimento de cromo duro Realizada pelo mtodo de induo eletromagntica, utilizando um medidor de espessura de camadas em base ferrosa, sonda tipo F(para substratos ferrosos), Importcnica modelo CM882; Contagem dos pites Foi feita uma avaliao visual e com auxilio de uma lupa com aumento de 10X. 4. RESULTADOS EXPERIMENTAIS E DISCUSSES 4.1. Corrosividade Atmosfrica no Estado do Cear

Os dados apresentados abaixo, Tabela 1, correspondem a corrosividade atmosfrica para os diversos materiais dos equipamentos utilizados no Porto do Mucuripe.

Tabela 1. Corrosividade atmosfrica para os diversos materiais componentes dos equipamentos utilizados no Porto do Mucuripe

A atmosfera extremamente alta em corrosividade para todos os materiais pesquisados. Cloretos (Mximo): 3219,19 mg de Cl/m.dia B3 Ao Carbono C5*

Alumnio C5*

Cobre C5*

Zinco C5*

Sulfatos (Mximo): 399,42 mg de SO2/m.dia A3

TSU 80 (Mximo): 4901,93 horas/ano 5*

Os dados da Tabela 1 significam que qualquer pea componente de equipamentos que seja constituda,

principalmente, por estes materiais pesquisados para ser utilizada sob estas condies extremamente alta

em corrosividade, no oferece resistncia corroso atmosfrica e necessita ser tratada com protees

anticorrosivas especiais para se tornar capaz de resistir aos efeitos dos elementos mais responsveis por

estes processos da corroso atmosfrica, ou seja:

Cloretos (Mximo): 3219,19 mg de Cl/m.dia B3;

Sulfatos (Mximo): 399,42 mg de SO2/m.dia A3;

Tempo de Superfcie mida 80 (Mximo): 4901,93 horas/ano.

Os efeitos corrosivos destes elementos so somados a algumas condies, igualmente nocivas, como

aceleradoras para o processo de corroso atmosfrica destes materiais expostos nas regies marinha do

Cear, tal como a do Porto do Mucuripe:

Alta velocidade dos ventos, com presena de areia da praia proporcionando em todos os momentos a

funo abrasiva dos jatos de areia com altssima salinidade;

Muitas horas durante todos os dias do ano com presena de alta intensidade de radiao solar, a qual

responsvel pela degradao de vrios produtos graxos, polimricos entre outros todos que se decompem

quando submetidos a temperaturas, em geral, superior a 60C e pelos estresses apresentados em diversos

tipos de materiais, metlicos - no metlicos compsitos, entre outros, tais como a conseqncia das

variaes de temperatura entre o dia e a noite;

Poucas chuvas, as quais so as condies responsveis pela no existncia das lavagens naturais das

superfcies dos materiais expostas diretamente aos to elevados teores dos sais, principalmente, os cloretos

e os sulfatos presentes nesta atmosfera marinha;

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Altssima umidade relativa do ar, em torno de 80% durante todos os dias do ano. Isto responsvel por

proporcionar constantemente, um filme mido sobre a superfcie dos materias. E este filme, o qual conta

com as presenas dos poluentes atmosfricos, principalmente, os cloretos e os sulfatos. Ento, tem efeito

de um eletrlito fortemente condutor, o qual viabiliza formaes de pilhas galvnicas para as superfcies

dos materiais, principalmente, os metlicos, mesmo para os equipamentos que so montados com um

nico tipo de material.

4.2. Vistoria do Cilindro Revestido de Cromo Duro Instalado em um Guindaste no Porto do

Mucuripe

Parmetro Valor Unidade A - Largura da base de apoio 12000 mm B - Largura de estrutura rodante 6000 mm C - Comprimento da base de apoio

12000 mm

D - Comprimento da estrutura rodante

19853 mm

E - Altura geral 38256 mm F - Altura da cabine (nvel dos olhos)

24258 mm

G - Comprimento da lana 49800 mm H - Raio mximo 48000 mm Raio mnimo 10500 mm I - Altura de levantamento mx. No raio mximo

32500 mm

I - Altura de levantamento mx. abaixo do cais no radio mximo

15000 mm

I - Altura de levantamento mx. no Raio mnimo

45000 mm

Figura 01 Parmetros fsicos do guindaste em funcionamento no Porto do Mucuripe. A Figura 01 refere-se s dimenses do guindaste do Porto do Mucuripe que se apresentou com um

processo corrosivo na superfcie do cilindro revestida com cromo duro. Os resultados esto mostrados na

fotodocumentao abaixo apresentada:

4.2.1. Avaliao Visual do Movimento do Cilindro Revestido de Cromo Duro em Funo do

Deslocamento da Lana do Guindaste:

Figura 02 Foto 1, observa-se a torre do guindaste no Porto do Mucuripe, onde o cilindro de

basculamento (cor azul), o cilindro cromado e a lana esto localizados;

Figura 02 Foto 2, observa-se que quando a lana do guindaste se desloca para baixo, o cilindro, em

funo deste deslocamento, sai gradativamente do cilindro basculante, expondo uma maior regio de sua

superfcie cromada a agressividade atmosfrica, isto acontece em uma rotina de trabalho, em torno de

trinta (30) horas por semana;

Figura 02 Foto 3, observa-se que no movimento contrrio da lana, o cilindro cromado entra no cilindro

basculante e permanece, apenas, com a sua extremidade (em torno de 10 cm) exposta, constantemente, sob

as condies da agressividade do meio, desde sua instalao no Porto do Mucuripe. Nesta foto destaca-se a

regio critica do cilindro cromado, de 10 cm, lA, onde se constatou o maior desenvolvimento do processo

corrosivo;

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Figura 02 Foto 4, observa-se em toda regio superficial do cilindro cromado a existncia de manchas

com formas definidas, as quais destacam listas em tonalidade cinza escura sobre a superfcie de brilho

metlico do cromo duro. Estas listas esto distribudas uniformemente e generalizadas em toda superfcie

deste cilindro e so sugestivas de serem oriundas de algum processo mecnico, de desgaste ou at mesmo

de polimento, o qual tenha sido realizado aps a deposio do cromo duro na pea para fins de nivelar o

cilindro cromado s medidas necessrias ao mesmo.

Foto 1 - Torre do guindaste onde o cilindro de

basculamento est localizado Foto 2 Haste do cilindro de cromo duro que pode

ser recolhida para dentro do cilindro de basculamento (cor azul).

Foto 3 - rea do cilindro cromado com maior

desenvolvimento do processo de corroso.Foto 4 Listas cinza escura sobre a superfcie de

brilho metlico do cromo duro. Figura 02 Apresentao do cilindro basculante pintado e da haste do cilindro cromado.

Informaes dos servios de manutenes e gerenciamento afirmaram que esta regio critica do cilindro

cromado, sempre est protegida com uma camada de uma graxa, Mobilarma da Mobil, a qual foi

especificada para uso pelo fabricante do guindaste. E sempre que esta graxa removida da superfcie do

cilindro cromado, com ajuda de trapos, logo, em seguida, adicionada uma camada de graxa nova sobre a

superfcie do cilindro de cromo duro para fins de preserv-lo de reaes de corroso atmosfrica.

4.2.2. Mapeamento dos Pites Distribudos em Toda rea do Cilindro

Concluda a limpeza e secagem da superfcie corroda do cilindro cromado, observou-se a existncia de

uma rea localizada na extremidade externa deste cilindro.

Cilindro de basculamento

Lista com tonalidade cinza escura

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Figura 03 - Foto 5, os crculos vermelhos salientam vrios pites resultantes do processo corrosivo da

reao dos poluentes da atmosfera, principalmente dos cloretos[2,3,5 e 6], os quais quebraram o filme

impermevel da camada de passivao desenvolvida na superfcie da camada de cromo duro em potenciais

prximo ao seu potencial de corroso. Tambm, constatou-se nesta foto 5, a tendncia diferenciada do

desenvolvimento do nmero de pites por regio. Sendo, lA >> lB > lC. Isto se deve ao fato da posio de lA,

a qual se encontra sempre, diretamente exposta em condies de muito elevada corrosividade da

atmosfera, caracterstica do Porto do Mucuripe. J, as regies lB; e lC, somente ficam expostas a esta

corrosividade atmosfrica quando o guindaste est em funcionamento. Mostrando, assim que a presena

dos pites existentes em lB; e lC so consequentes da expanso do processo da corroso atmosfrica, o qual

tende a se alastrar por toda superfcie de cromo duro do cilindro;

Ainda na Figura 03 nas fotos 7, 8 e 9 esto destacados os pites existentes em cada uma destas regies

separadamente, respectivamente, lA, lB e lC. Onde, na regio lA alm da grande concentrao do nmero de

pites destacados, tambm, pode ser observado o crescimento de alguns, como entre outros esto os dos

tipos apontados com as setas verdes, os quais, em virtude de seus tamanhos similares e dos dimetros das

cavidades, podem ser considerados como alvolos. E constatou-se, ainda durante esta avaliao, que

vrios pites esto to profundos que perfuraram toda espessura da camada de cromo duro e j esto

penetrando no substrato do cilindro, ao.

Foto 5 Haste do Cilindro do Guindaste - Pites observados na regio l ( lA + lB + lC) do cilindro de

cromo duro

Foto 6 Pites observados na regio lA do cilindro de cromo duro.

Foto 7 Pites observados na regio lB do cilindro revestido de cromo duro.

Foto 8 Pites observados na regio lC do cilindro revestido de cromo duro.

Figura 03 Resultados da avaliao visual e das medies do processo corrosivo desenvolvido na haste do cilindro cromado.

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4.3. Medidas de espessuras da camada do revestimento de cromo duro

Tabela 02 Valores das Medidas de Espessura da Camada de Cromo Duro

Vm=*Valor Mdio; DP = Desvio Padro. Comparando as dez medidas individuais da espessura da camada do revestimento de cromo duro realizadas para cada uma das trs regies mapeadas e para a superfcie restante do cilindro de ao em questo, observa-se que todas estas medidas tm os valores muito aproximados. Da mesma forma, se forem comparadas as mdias de cada um destes grupos de medidas e os seus respectivos desvios padro, tambm, tm os valores muito aproximados. Isto significa que a espessura da camada do revestimento de cromo duro bastante uniforme em toda superfcie do cilindro.

Regio do cilindro Medidas Valores(m) Vm (m) DP

lA

1 104

104,05 3,27

2 108 3 98,5 4 104 5 109 6 106 7 100 8 104 9 102

10 105

lB

1 105

106,20 5,20

2 104 3 104 4 107 5 102 6 119 7 104 8 102 9 111

10 104

lC

1 105

103,87 2,39

2 105 3 108 4 102 5 102 6 99,7 7 102 8 105 9 105

10 105

lR (Medidas da camada de

espessura de cromo duro de possitada na superfcie retante, no mapeada)

1 105

104,40 3,66

2 102 3 102 4 104 5 114 6 101 7 103 8 103 9 105

10 105

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5. CONCLUSO

O processo de corroso apresentado na superfcie de cromo duro do cilindro do guindaste resultante da

corroso atmosfrica extremamente elevada, causada, principalmente, pela reao dos cloretos, presentes

em alta concentrao na atmosfera do Porto do Mucuripe, com o cromo duro da camada de revestimento.

Portanto, este revestimento de cromo duro, embora tenha sido muito bem depositado, o qual originou uma

superfcie de cromo bastante uniforme, aderente e de boa espessura, no resiste a este tipo de ao

corrosiva da atmosfera, riqussima em cloretos e dos materiais particulados, os quais so somados aos

fatores climticos caractersticos da regio marinha tropical mida.

Houve um crescimento muito rpido deste processo corrosivo, no qual em apenas vinte (20) meses de uso

do cilindro sobre as condies descritas, j se encontram pites bastante visveis e alvolos se alastrando ao

longo do cilindro e se aprofundando at o substrato, pondo este cilindro em risco quanto a sua integridade

fsica para o fim proposto de seu uso.

6. AGRADECIMENTOS Agradecemos a empresa solicitante do desenvolvimento da consultoria tcnica que gerou informaes para a elaborao deste trabalho, UNILINK TRANSPORTES INTEGRADOS LTDA, em especial na pessoa do Sr. Joo Wellington Menezes Brilhante. 7. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS 1. LUNA, A. M.; MONTENEGRO, I. N. S.; FILGUEIRA, A. R. M.; PEREIRA, N. A.; FERREIRA, W.M.; RODRIGUES, J.A. Mapeamento da Corrosividade Atmosfrica do Estado do Cear. In: 28 Congresso Brasileiro de Corroso e 2nd International Corrosion Meeting, 2008, Recife. ABRACO. Rio de Janeiro, 2008. 2. Montenegro, I. N. S. Corroso Atmosfrica nos Materiais Utilizados no Setor Eltrico em Fortaleza. 1996. Dissertao de Mestrado - Depto. de Qumica, UFRN, Natal, 1996. 3. Panossian, Z. Corroso e proteo contra corroso em equipamentos e estruturas metlicas, V.II, 1.ed. So Paulo, Instituto de Pesquisas Tecnolgicas, 1993. 4. ABTS Associao Brasileira de Tratamentos de Superfcies. 100 Curso de Galvanoplastia. Revestimento de metais para fins tcnicos. 2005. 5. Gentil, V. Corroso, 3.ed, Rio de Janeiro, LTC, 1996. 6. Prates, P.E. de S. Avaliao da Resistncia Corroso de Aos Inoxidveis Utilizados em Sistemas de Exausto de Veculos, Dissertao de mestrado, outubro de 2009, UFOP. 8. DETALHES DO AUTOR

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8. DETALHES DO AUTOR

I. N. S. Montenegro, desde 1979 atua como qumica industrial da Fundao Ncleo de Tecnologia Industrial do Cear-NUTEC. Desenvolve atividades de elaborao e gerencia de projetos de pesquisas tcnicas aplicadas, consultoria, assessoramento e pericia em desenvolvimento e transferncia de tecnologia de processos das indstrias qumicas, dos tratamentos de superfcies dos produtos acabados e de problemas relacionados com as reaes de corroso. Fez especializao na Alemanha em transferncia de tecnologia de tratamentos de superfcie e corroso. No Brasil concluiu mestrado em qumica, rea de concentrao de Corroso Atmosfrica e doutorado em qumica, rea de concentrao Biomateriais, ligas de titnio-zircnio.

Cole uma foto digital do segundo autor aqui (J. S. Rodrigues).

B. O outro XXXXX etc. J. S. Rodrigues desde 2009 atua como qumico industrial da Fundao Ncleo de Tecnologia Industrial do Cear-NUTEC. ABC Consultants, uma posio que ocupa desde 2001. Ele responsvel pela manuteno da infraestrutura de ao etc. etc. - no mais de 100 palavras, por favor.

Cole uma foto digital do terceiro autor aqui (F. B. Romero).

C. O outro XXXXX etc. F. B. Romero engenheiro qumico, professor de fsico qumica da Universidade Federal do Cear-UFC. ABC Consultants, uma posio que ocupa desde 2001. Ele responsvel pela manuteno da infraestrutura de ao etc. etc. - no mais de 100 palavras, por favor.

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